Im Allgemeinen sollten im alkalischen Atmosphärenofen keine hochaluminiumhaltigen Steine verwendet werden. Da das alkalische und saure Medium auch Chlor enthält, dringt es in Form eines Gradienten in die tiefen Schichten der hochaluminiumhaltigen Steine ein, was zum Zusammenbruch der feuerfesten Steine führt.
Der Aluminiumziegel weist nach der Erosion in der alkalischen Atmosphäre horizontale Risse auf. Die Erosion besteht aus Brenngrau, brennenden Gasen und alkalischen Bestandteilen anderer Produkte. Diese Bestandteile reagieren mit der Glasphase und dem Mullitstein im Aluminiumziegel.
An der Oberfläche treten alkalisch korrodierte Aluminiumziegel auf. Brennende Gasverbindungen erzeugen zudem Salznitrat, das sich in den Zwischenräumen der Aluminiumziegel ablagert. Die Reaktion der entstehenden Gletscher führt zu einer komplexen neuen Phase. Beim Kontakt der wasserfreien Nitrile mit dem entstehenden Salz tritt eine Verdampfungsreaktion ein, die zu Rissen oder Absplitterungen der Aluminiumziegel führt. Darüber hinaus ist thermische Korrosion auch für die Korrosion von feuerfesten Ziegeln sehr gravierend. Aufgrund der Erosion von Fangquarz, Skywine und Quarzkristall-Silica. Die Verwendung von Feuerfliesen ist schwerwiegender als die Verwendung von kalten Nudeln.
Die Schäden an Ziegeln aus Siliziumdioxid sind ebenfalls sehr gravierend. Die Kieselsäure löst sich in der flüssigen Phase von Ziegeln mit hohem Aluminiumgehalt. Schmelzendes Nitrat und niedrigschmelzende Siliziumsteine bilden eine große Menge an flüssiger Phase. Je höher der Kieselsäuregehalt im Ziegel, desto größer ist die Menge an flüssiger Phase. Überschüssige flüssige Phasen verformen Ziegel mit hohem Aluminiumgehalt. Auch Silizium wird Ziegeln beschädigt. Durch den Verbrauch der freien Kieselsäure wird die Mo Lai Shi-Phase erodiert. Die Reaktion von Schmelznitrat und Mullit kann zu einer zerstörerischen Ausdehnung des Ziegels mit hohem Aluminiumgehalt führen.
Hochaluminiumsteine weisen eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und Abrieb auf. Sie werden häufig zur Auskleidung verschiedener Industrieöfen wie Hochöfen, Heißluftöfen und Drehrohröfen eingesetzt. In Industrieöfen mit alkalischer Atmosphäre ist die Verwendung von hochaluminiumhaltigen Steinen jedoch begrenzt.
Dank ihrer chemischen Eigenschaften sind hochtonerdehaltige Steine resistent gegen saure Umgebungen. In stark alkalischen Umgebungen wie Zementöfen oder Glasöfen reagieren hochtonerdehaltige Steine jedoch mit Alkalimetalloxiden, was zu Rissen und Zerfall führt. Die Reaktion zwischen den Al2O3-Steinen und den Alkalimetalloxiden führt üblicherweise zur Bildung eines alkalischen Aluminiumsilikatgels mit niedrigem Schmelzpunkt, das leicht durch Risse fließen kann.
Um dieses Problem zu lösen, wurden verschiedene Strategien angewendet, um die Beständigkeit von Aluminiumoxid-Steinen gegenüber alkalischen Umgebungen zu verbessern. Eine Lösung besteht darin, den Aluminiumoxid-Steinen Magnesiumoxid oder Spinell zuzusetzen. Magnesiumoxid oder Spinell reagieren mit den Alkalimetalloxiden und bilden stabile Spinellphasen, die die Beständigkeit von Al2O3-Steinen gegen alkalibedingte Rissbildung erhöhen können. Eine weitere Lösung besteht darin, die Oberfläche der Aluminiumoxid-Steine mit einer Schutzschicht zu versehen, um den direkten Kontakt mit der alkalischen Umgebung zu verhindern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass hochaluminiumhaltige Steine nur begrenzt für die Auskleidung von Industrieöfen in alkalischer Atmosphäre geeignet sind. Um die Beständigkeit von Al2O3-Steinen in alkalischer Umgebung zu erhöhen, ist die Zugabe bestimmter Mineralien oder Beschichtungen erforderlich, um schädliche Reaktionen mit Alkalimetalloxiden zu vermeiden. Die Wahl des richtigen Materials für die Auskleidung von Industrieöfen ist entscheidend, um potenzielle Gefahren zu reduzieren und Kosten zu sparen.
Veröffentlichungszeit: 19. Mai 2023
